189993. lajstromszámú szabadalom • Áramkorlátozó olvadóbiztosító
t A találmány tárgya áramkorlátozó olvadóbiztosftó, amelynek olvadóeleme több szorosan kapcsolt nagyobb és kisebb keresztmetszetű szakaszból áll, ahol a kisebb keresztmetszetű szakaszok átmeneti keresztmetszetű szakaszokon keresztül csatlakoznak a nagyobb keresztmetszetű szakaszokhoz, és az olvadóelemet szemcsés ívoltó anyag veszi körül. Az áramkorlátozó olvadóbiztosítók olvadóelemének kialakítása nagymértékben befolyásolja a biztosítók műszaki jellemzőit, nevezetesen az idő-áram jelleggörbéit, melegedési viszonyait, veszteségét, áramkorlátozó- és megszakítóképességét és túlfeszültség viszonyait. A túláramok és a zárlati áramok tartőmányában a biztosítóbetétek viselkedését a csökkentett keresztmetszetű és nagyobb keresztmetszetű szakaszok kialakítása és elrendezése határozza meg. A nagy megszakítóképességet és egyidejűleg nagy áramkorlátozóképességet is szavatoló biztosító olvadóelemének hosszúnak, a túlfeszültségek csökkentése érdekében pedig ezzel ellentétben a lehető legrövidebbnek kell lennie. A műszaki előírások betartásához egymásnak ellentmondó követelményeknek kell eleget tenni, ezért a különböző műszaki paraméterek betartásához különböző mértékű kompromisszumra van szükség. A legkorszerűbb szabványok az áramkorlátozó olvadóbiztosítókra vonatkozóan igen szigorú követelményeket írnak elő. így például rögzítik az idő-áram jelleggörbéket, illetve jellegsávokat, az olvadóbetétek megengedhető veszteség értékét, a minimális kiolvadási és maximális működési Joule-integrál (I2t) értékeket, amely utóbbiak a szelektivitás követelményét határozzák meg. A 144.669 lajstromszámú magyar szabadalom és a 915.475 sz. NSZK szabadalom például olyan olvadóbiztosítókra vonatkozik, amelyek olvadóeleme nagyobb és kisebb keresztmetszetű szakaszokból áll, és ezen szakaszok külön-külön is viszonylag hosszúak. A kisebb keresztmetszetű szakaszok hossza a teljes hossz viszonylag nagy százalékát teszi ki. Az ilyen olvadóelemekkel készülő olvadóbiztosító képes viszonylag nagy zárlati áramok biztonságos megszakítására, de a zárlati működés során a kisebb keresztmetszetű szakasz nagyobb hossza miatt általában nagy kapcsolási túlfeszültség keletkezik, amely főleg közép- és nagyfeszültségű felhasználásoknál nem megengedhető. Az ilyen olvadóbiztosítókra jellemző az is, hogy a kisebb túlterhelések esetén a megszakítás nem kielégítően biztonságos. Ismertek olyan olvadóelem konstrukciók, amelyek több sorosan kapcsolt nagyobb keresztmetszetű és kisebb keresztmetszetű szakaszokból állnak. A mai korszerű szabványokban rögzített követelmények az ilyen biztosítókkal sem elégíthetők ki teljes mértékben. Ilyen olvadóelem kialakítást ismertetnek például a 143.127 és a 150.812 sz. magyar szabadalmak és az 1.286.621 sz. NSZK szabadalom. Ezek között a megoldások között vannak olyanok, amelyek nagy megszakítóképesség és nagy áramkorlátozóképesség elérését teszik lehetővé, ugyanakkor azonban nem képesek előírt idő-áram jelleggörbék biztosítására. A fenti, ismert olvadóelem konstrukciók egy másik csoportja képes biztosítani az előírás szerinti kiolvadási viszonyokat, de megszakít óképességük és áramkorlátozóképességük nem kielégítő. A különböző követelmények egyidejű kielégítésével kapcsolatos problémákra példaként említjük a na2 gyobb feszültségű biztosítóknak kisebb névleges feszültségű hálózatokban és berendezésekben való veszélymentes alkalmazásával kapcsolatos nehézségeket. A középfeszültségű energiaszolgáltatásban ül. elosztásban sok helyütt a ma mégpéldául 12 kV-os rendszerről 24 kV-ra kívánnak áttérni és a 12 kV-os rendszerben már jelenleg is 24 kV-os kapcsolókészülék - 24 kV-os biztosító kombinációt alkalmaznának, ha a biztosítók kapcsolási feszültség viszonyai ezt lehetővé tennék. Az ismert és jelenleg használatos 24 kV-os biztosítók zárlati működésekor azonban 12 kV feszültségen 50 kV-nál is nagyobb kapcsolási feszültség (túlfeszültség) keletkezik, amely a megengedett 38 kV feszültséget jóval meghaladja. A jelenleg gyártott 24 kV feszültségű biztosítók 12 kV feszültségen a 12 kV-ra megengedettnél nagyobb kapcsolási feszültséget okoznak, ezért 12 kV- os hálhálózatokban a 24 kV-ra való átmenet előkészítésének feladatát a biztosítók tekintetében csak a 24 kV-os kapcsolókészülék és a 12 kV-os biztosító kombinációjával lehet megoldani. A 12 kV-os olvadóbetétek méretei azonban eltérnek a 24 kV-osokétól és így a 12 kV-ról 24 kV-ra való áttérésekor nemcsak a betétet, hanem az aljzatot is cserélni kell, amely a berendezés átalakítását teszi szükségessé. A találmány feladata tökéletesített áramkorlátozó olvadóbiztosító létrehozása, amely lehetővé teszi a szigorú szabványelőírások kielégítését, amelynél viszonylag kis túlfeszültség lép fel és amely sokoldalú felhasználásnál gazdaságosan alkalmazható. Felismertük, hogy az előzőekben ismertetett olvadóelem konstrukciók előnyös tulajdonságai megtarthatók, ha az olvadóelem hosszának jelentős mértékű (legalább mintegy 20%-os lerövidítését megoldjuk. Ebben az esetben ugyanis a kapcsolási feszültség (túlfeszültség) jelentős mértékben lecsökken, mivel ez a jellemző az olvadóelem hosszával arányos. A találmánnyal áramkorlátozó olvadóbiztosítót hoztunk létre, amelynek olvadóeleme több sorosan kapcsolt nagyobb és kisebb keresztmetszetű szakaszból áll, ahol a kisebb keresztmetszetű szakaszok átmeneti keresztmetszetű szakaszokon keresztül csatlakoznak a nagyobb keresztmetszetű szakaszokhoz, és az olvadóelemet szemcsés ívoltóanyag veszi körül, és a találmány szerint a nagyobb keresztmetszetű szakaszok keresztmetszeti területe legalább 2,5-szeres a kisebb keresztmetszetű szakaszok keresztmetszeti területéhez viszonyítva, a kisebb keresztmetszetű szakaszok közül legalább az egyik közbenső szakasz hossza legalább 2 mm és a többi kisebb keresztmetszetű szakasz hossza egyenként legfeljebb 1 mm, továbbá a kisebb keresztmetszetű szakaszok együttes hosszúsága az olvadóelem hosszának legfeljebb 14 százaléka. Az olvadóbiztosító egy előnyös kiviteli alakjánál az említett közbenső szakaszból egyet tartalmaz, amely az olvadóelem közepénél van kiképezve. Egy előnyös kiviteli alakra jellemző, hogy a kisebb keresztmetszetű szakaszok szimmetrikusan helyezkednek el a közbenső szakaszhoz viszonyítva, és közöttük legalább 5 mm-es, legfeljebb pedig 20 mm egyenletes hosszirányú osztás van. Célszerű ezenkívül ha az összes átmeneti keresztmetszetű szakasz egyforma kialakítású. Az olvadóbiztositónak célszerűen több azonos kiképzésű, egymással oldalirányban egyesített olvadóeleme van. A kellő ívoltáshoz szükséges, hogy a szemcsés fv-189.993 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
